ES2833380T3 - Device and procedure for the automated collection and placement of a segment to form a tunnel lining - Google Patents

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ES2833380T3 ES17786976T ES17786976T ES2833380T3 ES 2833380 T3 ES2833380 T3 ES 2833380T3 ES 17786976 T ES17786976 T ES 17786976T ES 17786976 T ES17786976 T ES 17786976T ES 2833380 T3 ES2833380 T3 ES 2833380T3
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Abstract

Dispositivo para la recogida y la colocación automatizada de una dovela que forma el revestimiento de un túnel, destinado a ser acoplado a una tuneladora (1) provista de un erector de dovelas (2), comprendiendo dicho erector unos accionadores (101) equipados con sensores de posición (102), caracterizado por que comprende: - un controlador (201) configurado para comunicarse con un autómata (103) de la tuneladora adaptado para mandar el accionamiento del erector, y para recibir unos datos de medición de los sensores del erector, - un sistema de visión tridimensional (202) que comprende por lo menos cuatro perfilómetros láser (21), destinado a ser fijado sobre el erector de manera que (i) determine una separación en posición y en inclinación entre el erector y una dovela que se debe tomar, y (ii) adquiera el conjunto de los datos de análisis de las separaciones de la posición y de la inclinación de una dovela (V) que se debe colocar mantenida por el erector con respecto a por lo menos una dovela y/o un anillo de dovelas ya colocado, estando dicho sistema de visión tridimensional acoplado al controlador para transmitirle dichos datos de medición, estando el controlador (201) configurado para recibir un plano de colocación de dovelas y para, gracias a un planificador informático adaptado para procesar dichos datos de análisis del sistema de visión tridimensional (202), los datos de medición de los sensores (102) del erector y dicho plano de colocación, determinar una trayectoria del erector para colocar dicha dovela (V) que se debe colocar frente a dicha dovela y/o anillo (A) de dovelas ya colocado, y comunicar unas órdenes de movimiento al autómata (103) de la tuneladora para accionar el erector (2) para tomar la dovela (V) que se debe colocar y desplazarla según dicha trayectoria.Device for the automated collection and placement of a segment that forms the lining of a tunnel, intended to be coupled to a tunnel boring machine (1) equipped with a segment erector (2), said erector comprising actuators (101) equipped with sensors position (102), characterized in that it comprises: - a controller (201) configured to communicate with an automaton (103) of the tunnel boring machine adapted to command the drive of the erector, and to receive measurement data from the erector sensors, - A three-dimensional vision system (202) comprising at least four laser profilometers (21), intended to be fixed on the erector in such a way as to (i) determine a separation in position and in inclination between the erector and a segment that is must take, and (ii) acquire the set of analysis data of the position and inclination separations of a segment (V) that must be placed, maintained by the erector with respect to at least one segment and / or a segment ring already in place, said three-dimensional vision system being coupled to the controller to transmit said measurement data, the controller (201) being configured to receive a segment placement plane and, thanks to a computer planner adapted to process said analysis data of the three-dimensional vision system (202), the measurement data of the erector sensors (102) and said placement plane, determining a trajectory of the erector to place said segment (V) to be placed in front of said segment and / or segment (A) of segments already placed, and communicate movement orders to the robot (103) of the tunnel boring machine to activate the erector (2) to take the segment (V) to be placed and move it according to said trajectory.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Dispositivo y procedimiento de recogida y de colocación automatizada de una dovela para formar un revestimiento de un túnelDevice and procedure for the automated collection and placement of a segment to form a tunnel lining

Campo de la invenciónField of the invention

La presente invención se refiere a un dispositivo para la recogida y la colocación automatizada de una dovela destinada a ser acoplada a una tuneladora provista de un erector de dovelas, así como a un procedimiento de recogida y colocación automatizada de dovelas que utiliza dicho dispositivo.The present invention relates to a device for the automated collection and placement of a segment intended to be coupled to a tunnel boring machine equipped with a segment erector, as well as to an automated segment collection and placement procedure using said device.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

El revestimiento de un túnel está constituido generalmente por dovelas prefabricadas dispuestas en forma de una pluralidad de anillos sucesivos.The lining of a tunnel is generally made up of prefabricated segments arranged in the form of a plurality of successive rings.

A medida que avanza la tuneladora, se construye un nuevo anillo ensamblando sucesivamente una pluralidad de dovelas contra un anillo colocado anteriormente.As the TBM advances, a new ring is built by successively assembling a plurality of segments against a previously placed ring.

La cara delantera de cada nuevo anillo (es decir, la cara orientada hacia el cabezal de corte de la tuneladora) sirve de superficie de apoyo para unos cilindros de empuje situados en la parte trasera del escudo de la tuneladora (es decir, en el lado opuesto al cabezal de corte) y destinados a ejercer el empuje necesario para la excavación del terreno excavado.The front face of each new ring (that is, the face facing the TBM cutting head) serves as a bearing surface for push cylinders located at the rear of the TBM shield (that is, on the side of the TBM). opposite to the cutting head) and intended to exert the necessary thrust for the excavation of the excavated ground.

La colocación de las dovelas es realizada por un erector, es decir, una máquina que permite la prensión de una dovela a partir de un almacén dispuesto en la parte trasera del escudo de la tuneladora, y después su desplazamiento hacia su sitio previsto para formar el anillo. El erector es un componente del escudo de la tuneladora, situado en la parte trasera de ésta.The voussoirs are placed by an erector, that is, a machine that allows the voussoir to be gripped from a magazine located at the rear of the TBM shield, and then its displacement to its intended site to form the ring. The erector is a component of the TBM's shield, located at the rear of the TBM.

En la actualidad, el erector es mandado generalmente por un operario situado cerca del mismo, en la zona en la que se colocan las dovelas.At present, the erector is generally commanded by an operator located near it, in the area where the segments are placed.

Sin embargo, este pilotaje por un operario adolece de varios inconvenientes.However, this piloting by an operator suffers from several drawbacks.

Por un lado, la presencia de uno o varios operarios en la zona de colocación de las dovelas presenta un riesgo para la seguridad de éstos.On the one hand, the presence of one or more operators in the segment placement area presents a risk to their safety.

Por otro lado, el tiempo de colocación de cada dovela es largo, en particular debido a que uno o varios operarios controlan la posición de una dovela colocada con respecto a las dovelas ya colocadas, y a que los eventuales ajustes de posición se efectúan de manera empírica por dicho(s) operario(s). Esta labor es además particularmente dura ya que impone múltiples desplazamientos para el operario.On the other hand, the placement time of each segment is long, in particular due to the fact that one or more operators control the position of a segment placed with respect to the segments already placed, since any position adjustments are made empirically. by said operator (s). This work is also particularly hard since it imposes multiple movements for the operator.

Por lo tanto, sería deseable poder automatizar la colocación de las dovelas con vistas, por un lado, a evitar la presencia de operarios en la zona de colocación y, por otro lado, a mejorar la calidad y el tiempo de colocación de las dovelas.Therefore, it would be desirable to be able to automate the placement of the segments with a view, on the one hand, to avoid the presence of operators in the placement area and, on the other hand, to improve the quality and time of placement of the segments.

Al ser el erector una máquina hidráulica de gran capacidad y de gran alcance, con unas flechas importantes en funcionamiento, su posicionamiento es poco preciso y repetible. Estos defectos se acentúan por el desgaste importante y el aumento significativo de los juegos de funcionamiento sobre la duración de explotación de la tuneladora.As the erector is a large capacity and powerful hydraulic machine, with important arrows in operation, its positioning is not very precise and repeatable. These defects are accentuated by the significant wear and tear and the significant increase in the operating clearances over the operating life of the TBM.

El documento FR 2745327 describe un dispositivo que permite asistir a un operario cuando tiene lugar la colocación de dovelas en un túnel. Este dispositivo utiliza un sensor de medición diseñado para medir la posición de un punto de referencia sobre una cara lateral de una dovela colocada previamente y de un punto de referencia sobre una cara lateral de la dovela que se debe colocar, debiendo estos dos puntos de referencia ser colocados uno frente al otro. Este dispositivo comprende además un ordenador configurado para determinar, a partir del análisis de las separaciones de estos dos puntos de referencia, la trayectoria del erector para trasladar la dovela que se debe colocar hasta la posición deseada con respecto a la dovela ya colocada.Document FR 2745327 describes a device that makes it possible to assist an operator when placing segments in a tunnel. This device uses a measuring sensor designed to measure the position of a reference point on a lateral face of a previously placed segment and of a reference point on a lateral face of the segment to be placed, these two reference points must be placed opposite each other. This device further comprises a computer configured to determine, based on the analysis of the separations of these two reference points, the trajectory of the erector to move the segment to be placed to the desired position with respect to the segment already in place.

En un primer momento, el operario manda el erector para trasladarlo aproximadamente a una posición próxima a la de la dovela ya colocada. El sensor de medición está colocado de tal manera que la dovela que se debe colocar y la dovela ya colocada estén en su campo de visión. Se realiza entonces el análisis de las separaciones de los puntos de referencia y se transmite al ordenador.At first, the operator commands the erector to move it approximately to a position close to that of the segment already in place. The measurement sensor is positioned in such a way that the segment to be positioned and the segment already in place are in your field of view. The reference point separation analysis is then performed and transmitted to the computer.

El ordenador calcula entonces el desplazamiento del erector necesario para trasladar a su posición final la dovela que se debe colocar. En esta fase, el erector es pilotado automáticamente según el desplazamiento definido por el ordenador, sin intervención del operario.The computer then calculates the displacement of the erector necessary to move the segment to be placed into its final position. In this phase, the erector is piloted automatically according to the displacement defined by the computer, without operator intervention.

Sin embargo, este dispositivo no permite automatizar totalmente la colocación de la dovela, efectuándose la instalación aproximada por un operario. Además, este dispositivo no permite controlar la calidad de colocación de la dovela (debiendo ésta ser considerada según diferentes grados de libertad). Además, el sensor de medición es propio del erector, de manera que pueda seguirlo.However, this device does not allow to fully automate the positioning of the segment, the approximate installation being carried out by an operator. Furthermore, this device does not allow to control the quality of placement of the segment (which must be considered according to different degrees of freedom). In addition, the measurement sensor is unique to the erector, so that you can follow it.

El documento CN104747213 describe un dispositivo para la colocación automatizada de dovelas. Este dispositivo comprende dos cámaras tridimensionales destinadas a adquirir unas imágenes de una cara de la dovela que se debe colocar y de la cara de una dovela ya colocada destinadas a ser colocadas en contacto una con la otra cuando tiene lugar la colocación de la dovela. Este dispositivo comprende además un ordenador que permite analizar dichas imágenes para determinar un desplazamiento entre dichas dovelas.Document CN104747213 describes a device for the automated placement of segments. This device comprises two three-dimensional cameras destined to acquire images of one face of the segment to be placed and of the face of a segment already placed, destined to be placed in contact with each other when the segment is placed. This device also comprises a computer that allows the analysis of said images to determine a displacement between said segments.

En un primer momento, la dovela que se debe colocar es trasladada a una posición aproximada con respecto a una dovela ya colocada.At first, the segment to be placed is moved to an approximate position with respect to an already placed segment.

En un segundo momento, las cámaras adquieren unas imágenes de las caras de los segmentos destinados a ser colocados uno frente al otro.In a second moment, the cameras acquire images of the faces of the segments destined to be placed one in front of the other.

Estas imágenes son transmitidas al ordenador, que las procesa para deducir de ellas un desplazamiento entre las dos dovelas definido, por un lado, por la distancia entre las caras con respecto a las dos dovelas y la distancia entre las caras delanteras de las dos dovelas. Si este desplazamiento es inferior a un umbral determinado, se considera que la dovela está correctamente posicionada y se completa el procedimiento de colocación de dicha dovela. Si este desplazamiento excede dicho umbral, el ordenador determina los movimientos del erector necesarios para mejorar la precisión de posicionamiento de la dovela, y el erector es mandado automáticamente para efectuar dichos movimientos. Este procedimiento se puede repetir eventualmente hasta que el desplazamiento entre las dos dovelas sea inferior a un umbral determinado.These images are transmitted to the computer, which processes them to deduce from them a displacement between the two segments defined, on the one hand, by the distance between the faces with respect to the two segments and the distance between the front faces of the two segments. If this displacement is less than a certain threshold, the segment is considered to be correctly positioned and the procedure for placing said segment is completed. If this displacement exceeds said threshold, the computer determines the movements of the erector necessary to improve the precision of positioning of the segment, and the erector is automatically commanded to carry out said movements. This procedure can optionally be repeated until the displacement between the two segments is less than a certain threshold.

Sin embargo, el tiempo de procesamiento dichas imágenes es relativamente largo, lo cual penaliza el tiempo de colocación de cada dovela. Además, este dispositivo no tiene en cuenta un eventual desplazamiento angular de la dovela que se debe colocar con respecto a la dovela ya colocada.However, the processing time for these images is relatively long, which penalizes the placement time of each segment. Furthermore, this device does not take into account a possible angular displacement of the segment to be placed with respect to the segment already in place.

El documento JPH08-296400 describe un erector que permite la colocación automatizada de dovelas que comprende un sensor de visión constituido por dos cámaras, de las cuales una presenta un campo de visión más grande que el de la otra.Document JPH08-296400 describes an erector that allows the automated placement of segments comprising a vision sensor made up of two cameras, one of which has a larger field of vision than the other.

En un primer momento, la dovela que se debe colocar es trasladada a una posición aproximada con respecto a una dovela ya colocada.At first, the segment to be placed is moved to an approximate position with respect to an already placed segment.

Un proyector láser proyecta una línea luminosa sobre las caras destinadas a estar en contacto con la dovela ya colocada y con la dovela que se debe colocar. Las cámaras adquieren unas imágenes de dicha línea luminosa. Estas imágenes son transmitidas al ordenador, que las procesa para deducir de ellas un desplazamiento entre las dos dovelas, siendo este desplazamiento definido en posición (distancias en tres direcciones) y en inclinación (ángulos según tres direcciones). El ordenador determina los movimientos del erector necesarios para alinear las dos dovelas, y el erector es mandado automáticamente para efectuar dichos movimientos.A laser projector projects a luminous line on the faces destined to be in contact with the segment already in place and with the segment to be placed. The cameras acquire images of this light line. These images are transmitted to the computer, which processes them to deduce from them a displacement between the two segments, this displacement being defined in position (distances in three directions) and in inclination (angles in three directions). The computer determines the movements of the erector necessary to align the two segments, and the erector is automatically commanded to perform these movements.

Sin embargo, el erector descrito en este documento ha sido diseñado específicamente y la automatización que proporciona no es, por lo tanto, adaptable a un erector existente de una tuneladora del mercado.However, the erector described in this document has been specifically designed and the automation it provides is therefore not adaptable to an existing erector of a TBM on the market.

Finalmente, ninguno de los documentos mencionados anteriormente menciona la instalación de la primera dovela ni la de la llave (última dovela que permite cerrar el anillo en el caso de un anillo universal), que presenta una complejidad de instalación más importante.Finally, none of the aforementioned documents mentions the installation of the first segment or that of the key (the last segment that allows the ring to be closed in the case of a universal ring), which presents a more important installation complexity.

Breve descripción de la invenciónBrief description of the invention

Un objetivo de la invención es diseñar un dispositivo para la colocación automatizada de una dovela que permita aumentar la seguridad de los operarios y la productividad, minimizando la intervención de un operario, minimizando el tiempo de colocación de cada dovela y mejorando la precisión de colocación. Este dispositivo debe permitir la colocación de un anillo completo, incluyendo la primera y la última dovela que constituyen el anillo, ya se trate de un anillo universal o no. Por otro lado, dicho dispositivo debe ser compatible con un erector de una tuneladora del mercado. Finalmente, dicho dispositivo debe ocupar poco espacio y ser fácil de instalar.An objective of the invention is to design a device for the automated placement of a segment that allows increasing operator safety and productivity, minimizing the intervention of an operator, minimizing the time of placement of each segment and improving the precision of placement. This device must allow the placement of a complete ring, including the first and last segment that make up the ring, whether it is a universal ring or not. On the other hand, said device must be compatible with an erector of a tunnel boring machine on the market. Finally, such a device should take up little space and be easy to install.

De acuerdo con la invención, se propone un dispositivo para la recogida y la colocación automatizada de una dovela que forma el revestimiento de un túnel, destinado a ser acoplado a una tuneladora provista de un erector de dovelas, comprendiendo dicho erector unos accionadores equipados con sensores de posición, caracterizado por que comprende: According to the invention, a device is proposed for the automated collection and placement of a segment that forms the lining of a tunnel, intended to be coupled to a TBM equipped with a segment erector, said erector comprising actuators equipped with sensors position, characterized in that it comprises:

- un controlador configurado para comunicarse con un autómata de la tuneladora adaptado para ordenar el accionamiento del erector, y para recibir unos datos de medición de los sensores del erector,- a controller configured to communicate with an automaton of the tunnel boring machine adapted to command the actuation of the erector, and to receive measurement data from the erector sensors,

- un sistema de visión tridimensional que comprende por lo menos cuatro perfilómetros láser, destinado a ser fijado sobre el erector que manera que (i) se determine una separación en posición y en inclinación entre el erector y una dovela que debe ser tomada, y (ii) se adquiera el conjunto de los datos de análisis de las separaciones de la posición y de la inclinación de una dovela que se debe colocar mantenida por el erector con respecto a por lo menos una dovela y/o un anillo de dovelas ya colocado, estando dicho sistema de visión tridimensional acoplado al controlador para transmitirle dichos datos de medición,- a three-dimensional vision system comprising at least four laser profilometers, intended to be fixed on the erector in such a way that (i) a separation in position and inclination between the erector and a segment to be taken is determined, and ( ii) the data set for the analysis of the position and inclination separations of a segment to be placed, held by the erector, is acquired with respect to at least one segment and / or a ring of segments already in place, said three-dimensional vision system being coupled to the controller to transmit said measurement data to it,

estando el controlador configurado para recibir un plano de colocación de dovelas y para, gracias a un planificador informático adaptado para procesar dichos datos de análisis del sistema de visión tridimensional, los datos de medición de los sensores del erector y dicho plano de colocación, determinar una trayectoria del erector para colocar dicha dovela que se debe colocar frente a dicha dovela y/o anillo de dovelas ya colocado, y comunicar las órdenes de movimiento al autómata de la tuneladora para accionar el erector para tomar la dovela que se debe colocar y desplazarla según dicha trayectoria.the controller being configured to receive a segment placement plane and, thanks to a computer planner adapted to process said analysis data of the three-dimensional vision system, the measurement data of the erector sensors and said placement plane, determine a trajectory of the erector to place said segment that must be placed in front of said segment and / or ring of segments already placed, and communicate the movement orders to the robot of the TBM to operate the erector to take the segment to be placed and move it according to said trajectory.

De manera ventajosa, el dispositivo comprende además una interfaz hombre-máquina acoplada al controlador. Según un modo de realización, el controlador está configurado para enviar al autómata de la tuneladora unas órdenes de movimiento de por lo menos un cilindro de empuje de la tuneladora, para liberar una zona de colocación de la dovela que se debe colocar y para asegurar dicha dovela una vez colocada en su sitio.Advantageously, the device further comprises a man-machine interface coupled to the controller. According to one embodiment, the controller is configured to send to the robotics machine of the tunnel boring machine movement commands of at least one push cylinder of the tunnel boring machine, to free a placement zone of the segment to be placed and to ensure said keystone once in place.

Según una forma de realización ventajosa, el controlador está configurado para reconocer, a partir de los datos de medición, una dovela que se debe colocar.According to an advantageous embodiment, the controller is configured to recognize, from the measurement data, a segment to be positioned.

Otro objeto de la invención es una tuneladora que incorpora un erector de dovelas y un dispositivo tal como se ha descrito anteriormente.Another object of the invention is a tunnel boring machine incorporating a segment erector and a device as described above.

Otro objeto se refiere a un procedimiento de recogida y de colocación automatizada de una dovela para formar el revestimiento de un túnel, por una tuneladora provista de un erector de dovelas y de un autómata adaptado para mandar el accionamiento del erector, caracterizado por que comprende:Another object refers to a method for the automated collection and placement of a segment to form the lining of a tunnel, by a tunnel boring machine equipped with a segment erector and an automaton adapted to control the drive of the erector, characterized in that it comprises:

- el suministro de un dispositivo tal como se ha descrito anteriormente,- the provision of a device as described above,

- la instalación de un sistema de visión tridimensional en el erector,- the installation of a three-dimensional vision system in the erector,

- el establecimiento de una comunicación entre el controlador de dicho dispositivo y el autómata de la tuneladora,- the establishment of a communication between the controller of said device and the robot of the tunnel boring machine,

- la recepción, por parte del controlador, de un plano de colocación de dovelas y de datos de medición de los sensores del erector,- receipt, by the controller, of a segment placement plan and measurement data from the erector sensors,

- la comunicación, por el controlador al autómata de la tuneladora, de una orden de prensión de la dovela que debe ser colocada por el erector,- the communication, by the controller to the robot of the tunnel boring machine, of an order to grasp the segment that must be placed by the erector,

- la prensión de una dovela que debe ser colocada por el erector,- the grip of a segment that must be placed by the erector,

- el traslado de dicha dovela en una zona de colocación definida por el controlador,- the transfer of said segment in a placement zone defined by the controller,

- la adquisición, por el sistema de visión tridimensional, de datos de análisis de las separaciones de la posición y de la inclinación de la dovela que se debe colocar con respecto a por lo menos una dovela y/o un anillo de dovelas ya colocadas,- the acquisition, by the three-dimensional vision system, of data for the analysis of the position and inclination separations of the segment to be placed with respect to at least one segment and / or a ring of segments already in place,

- el procesamiento de dichos datos de medición por el controlador para, a partir de dichos datos de medición del sistema de visión tridimensional, de los datos de medición de los sensores del erector y de dicho plano de colocación, determinar una trayectoria del erector para colocar dicha dovela que se debe colocar frente a dicha dovela y/o anillo de dovelas ya colocada,- the processing of said measurement data by the controller in order, from said measurement data of the three-dimensional vision system, of the measurement data of the erector sensors and of said placement plane, to determine an erector trajectory to place said segment that must be placed in front of said segment and / or ring of segments already placed,

- la comunicación, por el controlador, de órdenes de movimiento del erector al autómata de la tuneladora, - el accionamiento del erector por el autómata según dichas órdenes de movimientos, para instalar la dovela, - la comunicación al autómata, por el controlador, de órdenes de movimiento de por lo menos un cilindro de empuje de la tuneladora, - the communication, by the controller, of movement orders from the erector to the tunnel boring machine automaton, - the activation of the erector by the automaton according to said movement orders, to install the segment, - the communication to the automaton, by the controller, of movement commands of at least one push cylinder of the TBM,

- el aseguramiento de dicha dovela por dicho cilindro de empuje contra un anillo ya colocado.- the securing of said segment by said thrust cylinder against a ring already in place.

Según un modo de realización, dicho procedimiento comprende además, antes de la prensión de la dovela que se debe colocar, el reconocimiento de dicha dovela por el controlador a partir de los datos proporcionados por el sistema de visión tridimensional.According to one embodiment, said method further comprises, before grasping the segment to be placed, the recognition of said segment by the controller from the data provided by the three-dimensional vision system.

Según un modo de realización, tras asegurar la dovela, el controlador envía al autómata de la tuneladora una orden de relajación de la prensión de la dovela.According to one embodiment, after securing the segment, the controller sends to the robot of the tunnel boring machine an order to relax the grip of the segment.

De manera particularmente ventajosa, dicho procedimiento permite la colocación automatizada de un anillo completo de dovelas, siendo dicho procedimiento realizado para todas las dovelas que constituyen dicho anillo. Según un modo de realización, el procedimiento comprende además, tras la colocación de un anillo completo de dovelas, la medición, por el sistema de visión tridimensional, de por lo menos una característica geométrica de dicho anillo, que comprende el ángulo de balanceo, la planitud de la cara delantera, el centrado del anillo en el faldón de la tuneladora y/o la ovalización del anillo.In a particularly advantageous manner, said procedure allows the automated placement of a complete ring of segments, said procedure being carried out for all segments that make up said ring. According to one embodiment, the method further comprises, after the placement of a complete ring of segments, the measurement, by the three-dimensional vision system, of at least one geometric characteristic of said ring, which includes the roll angle, the flatness of the front face, the centering of the ring on the skirt of the TBM and / or the ovalization of the ring.

Según una forma de realización preferida, en función de dicha medición de dicha característica geométrica del anillo, el controlador ajusta el plano de colocación de las dovelas del anillo siguiente.According to a preferred embodiment, based on said measurement of said geometric characteristic of the ring, the controller adjusts the plane of placement of the segments of the next ring.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

Otras características y ventajas de la invención se desprenderán de la descripción detallada siguiente, en referencia a los dibujos adjuntos, en los que:Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the following detailed description, with reference to the attached drawings, in which:

- la figura 1 es una vista de conjunto de la parte trasera de un escudo de tuneladora,- Figure 1 is an overall view of the rear part of a TBM shield,

- la figura 2 ilustra un erector que lleva una dovela frente a un anillo de dovelas ya colocado,- Figure 2 illustrates an erector bearing a segment in front of a ring of segments already in place,

- la figura 3 es una sinóptica del funcionamiento del dispositivo de colocación automatizada según la invención y de su interfaz con una tuneladora,- figure 3 is a synoptic of the operation of the automated positioning device according to the invention and of its interface with a tunnel boring machine,

- la figura 4 es un esquema del principio del sistema de visión tridimensional.Figure 4 is a diagram of the principle of the three-dimensional vision system.

Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention

La figura 1 es una vista de conjunto en sección parcial de la parte trasera de un escudo de tuneladora para la cual la invención es susceptible de ser utilizada, precisándose que la invención no está limitada en términos de tipo de tuneladora (tuneladora de presión de tierra, de presión de lodo, etc.).Figure 1 is an overall view in partial section of the rear part of a TBM shield for which the invention can be used, specifying that the invention is not limited in terms of the type of TBM (earth pressure TBM). , mud pressure, etc.).

De manera conocida en sí misma, la tuneladora 1 comprende, en su parte delantera, un cabezal de corte 10 rotativo y provisto de herramientas de corte, destinado a la excavación del terreno.In a manner known per se, the tunnel boring machine 1 comprises, at its front part, a rotating cutting head 10, provided with cutting tools, intended for excavating the ground.

El cabezal de corte 10 está fijado en la parte delantera de un escudo 11 que asegura la protección y la estanqueidad del trabajo de excavación.The cutting head 10 is fixed to the front of a shield 11 that ensures the protection and sealing of the excavation work.

En la parte trasera del cabezal de corte 10 se encuentra una cámara de excavación 12 a la que se transfieren los escombros que proceden del frente de corte.At the rear of the cutting head 10 is an excavation chamber 12 into which the debris coming from the cutting front is transferred.

Los escombros pueden ser extraídos de la cámara de excavación mediante un tornillo de extracción 13, en cuya salida se depositan sobre una cinta transportadora con el fin de ser evacuados. Según el tipo de tuneladora, los medios de extracción pueden variar y no están limitados al tornillo representado.The rubble can be extracted from the excavation chamber by means of an extraction screw 13, at the outlet of which it is deposited on a conveyor belt in order to be evacuated. Depending on the type of TBM, the extraction means can vary and are not limited to the screw shown.

En su parte trasera, el escudo 11 presenta un faldón 14 bajo el cual se colocan las dovelas V que forman el revestimiento del túnel.At its rear, the shield 11 has a skirt 14 under which the voussoirs V that form the lining of the tunnel are placed.

La tuneladora 1 está provista de cilindros de empuje 15 que se apoyan sobre la cara delantera F del último anillo A de dovelas colocado, estando dichos cilindros 15 destinados a ejercer sobre el cabezal de corte 10 una fuerza de empuje hacia adelante durante la fase de excavación.The tunnel boring machine 1 is provided with thrust cylinders 15 that rest on the front face F of the last placed segment ring A, said cylinders 15 intended to exert a forward thrust force on the cutting head 10 during the excavation phase. .

Para instalar las dovelas V, se dispone en el escudo un erector de dovelas 2, protegido del faldón 14.To install the voussoirs V, a voussoir erector 2 is arranged in the escutcheon, protected from the skirt 14.

El erector 2 es alimentado con dovelas desde el exterior de la tuneladora por un sistema de transporte (no representado). Erector 2 is fed with segments from outside the TBM by a transport system (not shown).

Como se puede ver mejor en la figura 2, el erector de dovela 2 comprende un dispositivo de prensión 20 que presenta una forma sustancialmente complementaria del interior de las dovelas V. De manera preferida, la prensión se efectúa por depresión (efecto de ventosa generado por aspiración), de manera que no es necesaria ninguna herramienta ni ninguna manipulación particular para el mantenimiento de las dovelas sobre el erector. De manera alternativa (no representada), el erector puede estar provisto de elementos de prensión aptos para pasar a través de orificios realizados en las dovelas.As can be better seen in Figure 2, the segment erector 2 comprises a gripping device 20 that has a substantially complementary shape to the interior of the segments V. Preferably, the grip is carried out by depression (suction effect generated by aspiration), so that no tool or any particular manipulation is necessary to maintain the segments on the erector. Alternatively (not shown), the erector can be provided with gripping elements capable of passing through holes made in the segments.

El erector está provisto de un cierto número de accionadores (en particular, unos cilindros y unos motores) que proporcionan por lo menos seis grados de libertad en rotación y en translación al dispositivo de prensión y que permiten un gran número de movimientos. Más precisamente, el erector comprende un rotor y unos cilindros dispuestos entre el rotor y el dispositivo de prensión.The erector is provided with a number of actuators (in particular, cylinders and motors) that provide at least six degrees of freedom in rotation and in translation to the gripping device and that allow a large number of movements. More precisely, the erector comprises a rotor and cylinders arranged between the rotor and the gripping device.

El erector puede funcionar a una velocidad relativamente elevada, en una fase de aproximación (posicionamiento aproximado) de la dovela frente a la zona de colocación prevista, y a una velocidad relativamente lenta en una fase de posicionamiento preciso.The erector can operate at a relatively high speed, in an approach phase (approximate positioning) of the segment in front of the intended placement zone, and at a relatively slow speed in a precise positioning phase.

Para la realización de la invención, los accionadores del erector están instrumentados con cualquier tipo de sensor (por ejemplo, unos sensores de elongación de los cilindros, unos codificadores en rotación de los motores, etc.) de manera que sea posible conocer en cualquier momento la posición del dispositivo de prensión con respecto a una posición de referencia, según cada grado de libertad. Como se ha indicado anteriormente, las informaciones de posición proporcionadas por estos sensores son solamente teóricas en la medida en que no tienen en cuenta las flechas, juegos de funcionamiento, etc. de los diferentes componentes del erector, que pueden ser importantes. Por lo tanto, no es posible basarse únicamente en estas informaciones para posicionar con precisión una dovela. La invención supera este inconveniente equipando el erector con un sistema de visión tridimensional que ayuda a la prensión y después a la instalación precisa de las dovelas.To carry out the invention, the erector actuators are instrumented with any type of sensor (for example, cylinder elongation sensors, rotational encoders of the motors, etc.) so that it is possible to know at any time the position of the gripping device with respect to a reference position, according to each degree of freedom. As indicated above, the position information provided by these sensors is only theoretical insofar as it does not take into account arrows, operating clearances, etc. of the different components of the erector, which can be important. Therefore, it is not possible to rely solely on this information to accurately position a segment. The invention overcomes this drawback by equipping the erector with a three-dimensional vision system that aids in the grasping and then in the precise installation of the segments.

Un autómata de la tuneladora permite mandar el accionamiento del erector pilotando los diferentes accionadores para mover el dispositivo de prensión según una trayectoria determinada. En una tuneladora convencional, esta trayectoria está definida por un operario. Gracias a la invención, dicha trayectoria está determinada por un controlador y un planificador que se describirán con mayor detalle más adelante. Sin embargo, sigue estando disponible, en caso de necesidad, un modo de funcionamiento en el que un operario manda el autómata.An automaton of the tunnel boring machine makes it possible to control the drive of the erector by piloting the different drives to move the gripping device according to a determined trajectory. In a conventional TBM, this path is defined by an operator. Thanks to the invention, said trajectory is determined by a controller and a scheduler that will be described in greater detail later. However, a mode of operation in which an operator controls the automaton is still available, if necessary.

Se debe observa que, salvo el hecho de que los accionadores del erector estén equipados previamente, la instalación del sistema de visión tridimensional sobre el erector y una adaptación del autómata para aceptar una interfaz con el controlador mencionado anteriormente, la invención no necesita modificar el erector ni otros elementos de la tuneladora. En otras palabras, la invención se aplica a cualquier tuneladora y a cualquier erector de dovelas existente.It should be noted that, except for the fact that the actuators of the erector are pre-equipped, the installation of the three-dimensional vision system on the erector and an adaptation of the automaton to accept an interface with the controller mentioned above, the invention does not need to modify the erector nor other elements of the TBM. In other words, the invention applies to any TBM and any existing segment erector.

El sistema de visión tridimensional comprende por lo menos cuatro perfilómetros láser. Cada perfilómetro comprende un láser apto para proyectar una línea láser hacia un objeto (en este caso, una dovela que se debe colocar y por lo menos una parte de la zona de colocación, en particular una dovela ya colocada y/o un anillo de dovelas ya colocado) y un dispositivo de adquisición del perfil del objeto. Las líneas de los diferentes perfilómetros se proyectan de manera que determinen unas secciones de la dovela y de su entorno distantes las unas de las otras con el fin de deducir de ello la posición de la dovela en el espacio.The three-dimensional vision system comprises at least four laser profilometers. Each profilometer comprises a laser capable of projecting a laser line towards an object (in this case, a segment to be placed and at least part of the placement zone, in particular an already placed segment and / or a ring of segments already placed) and an object profile acquisition device. The lines of the different profilometers are projected in such a way as to determine sections of the segment and its surroundings that are distant from each other in order to deduce the position of the segment in space.

Más precisamente, los cuatro perfilómetros se utilizan simultáneamente cuando tiene lugar la prensión de una nueva dovela que se debe colocar, así como para la colocación de la última dovela de un anillo. Los dos perfilómetros orientados hacia el anillo A ya colocado permiten determinar una separación en posición y en orientación de la dovela que se debe colocar con respecto al anillo precedente. Uno de los dos perfilómetros orientados hacia el anillo en curso de colocación permite el ajuste fino en posición y en orientación de la dovela que se debe colocar para formar el anillo.More precisely, the four profilometers are used simultaneously when grasping a new segment to be placed, as well as for the placement of the last segment of a ring. The two profilometers oriented towards the ring A already in place make it possible to determine a separation in position and orientation of the segment to be placed with respect to the preceding ring. One of the two profilometers oriented towards the ring while it is being fitted allows fine adjustment of the position and orientation of the segment that must be positioned to form the ring.

Con este fin, tal como se ilustra en la figura 4, dos perfilómetros (cuya línea láser 210 está esquematizada) están orientados hacia el anillo A constituido por dovelas V, que está ya colocado, y otros dos perfilómetros (cuya línea láser 210 también está esquematizada) están orientados sustancialmente de manera perpendicular a los dos primeros.To this end, as illustrated in figure 4, two profilometers (whose laser line 210 is schematized) are oriented towards the ring A made up of V segments, which is already in place, and two other profilometers (whose laser line 210 is also schematized) are oriented substantially perpendicular to the first two.

Los perfilómetros se seleccionan con un intervalo de funcionamiento adaptado al desplazamiento posible relativo de la dovela con respecto a su entorno durante la fase de aproximación. Por otro lado, la resolución de los perfilómetros se selecciona en función de la precisión deseada para las informaciones recogidas - se selecciona típicamente una resolución inferior a 1 mm. Finalmente, los perfilómetros se seleccionan con una frecuencia de adquisición muy elevada con el fin de permitir un tiempo de procesamiento lo más reducido posible.The profilometers are selected with an operating range adapted to the possible relative displacement of the segment with respect to its surroundings during the approach phase. On the other hand, the resolution of the profilometers is selected as a function of the desired precision for the collected information - typically a resolution of less than 1 mm is selected. Finally, profilometers are selected with a very high acquisition frequency in order to allow as little processing time as possible.

Cada perfilómetro proporciona una información local, pero el conjunto de los perfilómetros proporciona una información global gracias a una capa de inteligencia de programa informático; y aprovechada por el controlador, que permite interpretar las mediciones combinadas de los perfilómetros. Each profilometer provides local information, but all the profilometers provide global information thanks to a computer program intelligence layer; and used by the controller, which allows the combined measurements of the profilometers to be interpreted.

Según un modo de realización, los perfilómetros son solidarios con el rotor.According to one embodiment, the profilometers are integral with the rotor.

La figura 2 ilustra, a título de ejemplo, dos perfilómetros 21 (solo uno es visible) dispuestos sobre el erector 2 a distancia del dispositivo de prensión 20. Las líneas láser emitidas por cada uno de los perfilómetros están esquematizadas según la referencia 210. Se ha representado una referencia ortonormal X, Y, Z. De manera convencional, el eje X es el eje longitudinal del túnel, el eje Y se extiende en el sentido de la anchura del túnel y el eje Z se extiende en el sentido de la altura del túnel. El ángulo de balanceo se define alrededor del eje X, el ángulo de cabeceo longitudinal se define alrededor del eje Y, y el ángulo de guiñada se define alrededor del eje Z.Figure 2 illustrates, by way of example, two profilometers 21 (only one is visible) arranged on the erector 2 at a distance from the gripping device 20. The laser lines emitted by each of the profilometers are schematized according to reference 210. has represented an X, Y, Z orthonormal reference. Conventionally, the X axis is the longitudinal axis of the tunnel, the Y axis extends in the direction of the width of the tunnel and the Z axis extends in the direction of the height of the tunnel. The roll angle is defined around the X axis, the longitudinal pitch angle is defined around the Y axis, and the yaw angle is defined around the Z axis.

Con respecto a unas cámaras de visión tridimensional, los perfilómetros láser presentan la ventaja de necesitar un tratamiento más corto para permitir determinar la posición y la inclinación de un objeto.With respect to cameras with three-dimensional vision, laser profilometers have the advantage of requiring a shorter treatment to allow the position and inclination of an object to be determined.

El dispositivo comprende además un procesador configurado para recibir los datos de medición del sistema de visión tridimensional (típicamente, un perfil de la dovela y de su entorno en un plano X, Z) y para procesar estos datos de manera que se determine una separación en posición y en inclinación de la dovela que se debe colocar con respecto a por lo menos una dovela y/o un anillo de dovelas ya colocadas.The device further comprises a processor configured to receive the measurement data from the three-dimensional vision system (typically, a profile of the segment and its surroundings in an X, Z plane) and to process this data in such a way as to determine a separation in position and inclination of the segment to be placed with respect to at least one segment and / or a ring of segments already in place.

El dispositivo comprende asimismo un controlador configurado para comunicarse con dicho procesador y para recibir un plano de colocación de las dovelas. Dicho plano de colocación comprende unas informaciones relativas al tipo de dovela que se debe colocar, a un sitio previsto para cada dovela y a una secuencia de colocación de dichas dovelas.The device also includes a controller configured to communicate with said processor and to receive a plane of placement of the segments. Said placement plane includes information relating to the type of segment to be placed, to a planned location for each segment and to a sequence of placement of said segments.

De manera ventajosa, el dispositivo comprende asimismo un planificador informático adaptado para comunicarse con el controlador (pudiendo el planificador, eventualmente, estar integrado en el controlador) y configurado para, a partir de los datos de medición de los sensores del erector y, llegado el caso, de los datos de análisis del sistema de visión tridimensional, determinar una trayectoria del erector hacia una posición final definida por el plano de colocación de las dovelas.Advantageously, the device also comprises a computer scheduler adapted to communicate with the controller (the scheduler possibly being integrated into the controller) and configured to, based on the measurement data of the erector sensors and, when the In this case, from the analysis data of the three-dimensional vision system, determine a trajectory of the erector towards a final position defined by the plane of placement of the segments.

La prensión y la colocación de una dovela comprenden cuatro fases sucesivas que utilizan o no el sistema de visión tridimensional:The grasp and placement of a segment comprises four successive phases that use or do not use the three-dimensional vision system:

- en una primera fase (prensión de una nueva dovela que se debe colocar), el sistema de visión tridimensional se activa para determinar una separación en posición y en orientación del erector con respecto a una dovela que se debe tomar;- in a first phase (grasping a new segment to be placed), the three-dimensional vision system is activated to determine a separation in position and orientation of the erector with respect to a segment to be taken;

- en una segunda fase, denominada ciega (es decir, que no hace intervenir al sistema de visión tridimensional), el planificador define la trayectoria del erector hacia una posición intermedia determinada a partir del plano de colocación, cerca del anillo ya colocado;- in a second phase, called blind (that is, it does not involve the three-dimensional vision system), the planner defines the trajectory of the erector towards an intermediate position determined from the placement plane, close to the ring already in place;

- en una tercera fase, que utiliza el sistema de visión tridimensional, se instala la dovela en el sitio determinado por el plano de colocación;- in a third phase, which uses the three-dimensional vision system, the segment is installed in the place determined by the installation plan;

- en una cuarta fase, ciega, el planificador define una trayectoria de retorno del erector hacia una nueva dovela que se debe tomar.- in a fourth, blind phase, the planner defines a return path of the erector towards a new segment to be taken.

En general, el plano de colocación es transmitido al autómata de la tuneladora y validado por un operario mediante una interfaz hombre-máquina. De manera alternativa, el plano de colocación se puede transmitir al controlador por medio de una interfaz hombre-máquina del dispositivo según la invención. Dicha interfaz hombre-máquina se describirá con mayor detalle a continuación.In general, the laying plan is transmitted to the TBM's automaton and validated by an operator through a man-machine interface. Alternatively, the positioning plane can be transmitted to the controller by means of a man-machine interface of the device according to the invention. Said human-machine interface will be described in greater detail below.

El controlador está configurado además para recibir las informaciones de posición proporcionadas por los diferentes sensores de posición del erector, o bien directamente, o bien por medio del autómata de la tuneladora. The controller is further configured to receive the position information provided by the different position sensors of the erector, either directly, or by means of the robot of the tunnel boring machine.

A partir del plano de colocación, de los datos de análisis de las separaciones de posición y de inclinación y de las informaciones de posición del erector, el controlador realiza un algoritmo de cálculo (generador de movimientos o planificador) que permite determinar un conjunto de desplazamientos del dispositivo de prensión del erector en el espacio que permite trasladar la dovela que se debe colocar al sitio requerido con una precisión de posición y de orientación óptima, y transmite al autómata de la tuneladora unas ordenes de movimiento del erector.Based on the placement plane, the analysis data of the position and inclination separations and the position information of the erector, the controller performs a calculation algorithm (movement generator or planner) that allows determining a set of movements of the device for grasping the erector in the space that allows to move the segment to be placed to the required site with an optimal position and orientation precision, and transmits the erector's movement commands to the TBM's automaton.

Eventualmente, la colocación de la dovela se puede efectuar de manera iterativa, por ejemplo ajustando sucesivamente la posición de la dovela según los diferentes grados de libertad. Con cada paso de la iteración, el sistema de visión tridimensional permite determinar una nueva posición y una nueva inclinación de la dovela que se debe colocar con respecto a su entorno, y el controlador determina un nuevo conjunto de desplazamientos para ajustar su posicionamiento. Eventually, the positioning of the segment can be carried out iteratively, for example by successively adjusting the position of the segment according to the different degrees of freedom. With each step of the iteration, the three-dimensional vision system makes it possible to determine a new position and a new inclination of the segment to be placed with respect to its surroundings, and the controller determines a new set of displacements to adjust its positioning.

A título indicativo, la precisión obtenida con la invención es del orden de 1 mm, mientras que un pilotaje del erector mediante un mando a distancia accionado por un operario proporciona una precisión como mucho del orden de 2 a 3 mm. Sin embargo, las ventajas aportadas por la invención no se limitan a un aumento de la precisión como tal, sino que permiten optimizar el compromiso de rapidez - precisión de colocación y aumentar la repetibilidad y la fiabilidad de la colocación con respecto a un pilotaje del erector por un operario.By way of indication, the precision obtained with the invention is of the order of 1 mm, while a piloting of the erector by means of a remote control operated by an operator provides an accuracy of at most of the order of 2 to 3 mm. However, the advantages provided by the invention are not limited to an increase in precision as such, but rather make it possible to optimize the compromise of speed - precision of placement and to increase the repeatability and reliability of placement with respect to a piloting of the erector. by an operator.

La interfaz hombre-máquina está diseñada para permitir que un operario, de manera general, vigile y controle el funcionamiento del dispositivo de colocación automatizada. Así, la interfaz hombre-máquina permite iniciar una secuencia de colocación de dovelas, definir los modos de funcionamiento del dispositivo (por ejemplo: totalmente automático, semiautomático, etc.), recoger informaciones de funcionamiento, reparar el dispositivo en caso de alarma.The man-machine interface is designed to allow a general operator to monitor and control the operation of the automated positioning device. Thus, the man-machine interface allows initiating a segment placement sequence, defining the device's operating modes (for example: fully automatic, semi-automatic, etc.), collecting operating information, and repairing the device in the event of an alarm.

La interfaz hombre-máquina está configurada asimismo para, si fuese necesario (por ejemplo, en caso de un incidente), desactivar el dispositivo de colocación automatizada y permitir que un operario pilote directamente el erector por medio de un mando a distancia utilizado convencionalmente en las tuneladoras existentes. Con este fin, la interfaz hombre-máquina comprende un botón de parada de urgencia.The man-machine interface is also configured to, if necessary (for example, in the event of an incident), deactivate the automated positioning device and allow an operator to directly pilot the erector by means of a remote control conventionally used in existing tunnel boring machines. To this end, the man-machine interface comprises an emergency stop button.

La figura 3 es una sinóptica de funcionamiento del dispositivo y de su interfaz con la tuneladora.Figure 3 is a synoptic of the operation of the device and its interface with the TBM.

La tuneladora está esquematizada por el bloque 100.The TBM is schematized by block 100.

El bloque 101 representa los accionadores del erector de dovelas.Block 101 represents the segment erector actuators.

El bloque 102 representa los sensores de posición del erector.Block 102 represents the erector position sensors.

La tuneladora comprende en particular un autómata 103 que permite accionar el erector. Con este fin, el autómata 103 recibe unos datos de medición de los sensores de posición del erector 102. El autómata 103 manda los accionadores 101 del erector con vistas a alcanzar una posición dada del dispositivo de prensión.The tunnel boring machine comprises in particular an automaton 103 which makes it possible to operate the erector. To this end, the automaton 103 receives measurement data from the position sensors of the erector 102. The automaton 103 controls the actuators 101 of the erector with a view to reaching a given position of the gripping device.

El dispositivo según la invención está esquematizado por el bloque 200.The device according to the invention is schematized by block 200.

El bloque 201 representa el controlador, el bloque 202 representa el sistema de visión tridimensional y el bloque 203 representa la interfaz hombre-máquina.Block 201 represents the controller, block 202 represents the three-dimensional vision system, and block 203 represents the human-machine interface.

Por otro lado, el controlador 201 puede transmitir a la interfaz hombre-máquina 203 un informe de colocación con vistas a su edición y/o su memorización.On the other hand, the controller 201 can transmit to the human-machine interface 203 a placement report with a view to editing and / or storing it.

El controlador 201 recibe unos datos de medición del sistema de visión tridimensional 202 que está fijado sobre erector. Por medio del autómata 103 de la tuneladora, el controlador 201 recibe además los datos de medición de los sensores 102 del erector y deduce de ellos una posición teórica del erector. De manera alternativa, para evitar la latencia debida a la consulta del autómata, el controlador puede comunicarse directamente con los sensores 102.Controller 201 receives measurement data from three-dimensional vision system 202 that is attached to the erector. By means of the automaton 103 of the tunnel boring machine, the controller 201 further receives the measurement data from the sensors 102 of the erector and deduces from them a theoretical position of the erector. Alternatively, to avoid latency due to the automaton query, the controller can communicate directly with sensors 102.

A partir del plano de colocación, de los datos de medición de los sensores del erector y de los datos de análisis de las diferencias del sistema de visión tridimensional, el controlador 201 determina una trayectoria del erector para instalar una dovela que se debe colocar frente a una dovela y/o un anillo de dovelas ya colocado, y comunica unas ordenes de movimiento al autómata 103 de la tuneladora para accionar el erector con el fin de tomar la dovela que se debe colocar y desplazarla según dicha trayectoria.From the placement plane, the erector sensor measurement data, and the three-dimensional vision system difference analysis data, controller 201 determines an erector path to install a segment to be placed in front of a segment and / or a segment ring already in place, and communicates movement orders to the TBM machine 103 to operate the erector in order to take the segment to be placed and move it according to said trajectory.

De manera particularmente ventajosa, el dispositivo comprende además un dispositivo de seguridad (no representado), por ejemplo, una barrera inmaterial que permite desactivar el dispositivo si un operario irrumpe en la zona de trabajo del erector.In a particularly advantageous manner, the device further comprises a safety device (not shown), for example an immaterial barrier that makes it possible to deactivate the device if an operator breaks into the working area of the erector.

El funcionamiento del dispositivo es el siguiente.The operation of the device is as follows.

Se transmite al controlador un plano de colocación.A placement plane is transmitted to the controller.

De manera conocida en sí misma, se coloca cerca del erector una dovela que se debe colocar.In a manner known per se, a segment is placed near the erector and must be placed.

De manera particularmente ventajosa, un reconocimiento de dicha dovela puede ser realizado por el dispositivo. En efecto, no todas las dovelas destinadas a formar un anillo son necesariamente idénticas, en particular sobre el anillo universal, y en todos los casos sobre la última dovela (llave) y las dovelas adyacentes (contra-llaves) que presentan generalmente unas despullas más importantes que las otras dovelas.In a particularly advantageous way, a recognition of said segment can be carried out by the device. In fact, not all the voussoirs destined to form a ring are necessarily identical, in particular on the universal ring, and in all cases on the last voussoir (key) and the adjacent voussoirs (counter-keys) that generally have more pulsed voussoirs. important than the other voussoirs.

Para ello, se activa el sistema de visión tridimensional de manera que adquiera un perfil tridimensional de la dovela. Este perfil es comparado por el controlador con un perfil de referencia incluido en el plano de colocación. To do this, the three-dimensional vision system is activated so that it acquires a three-dimensional profile of the segment. This profile is compared by the controller with a reference profile included in the placement plan.

De manera alternativa, el reconocimiento de la dovela que se debe colocar se puede efectuar mediante cualquier otro medio a disposición del experto en la materia, tal como un lector adaptado para leer un código de barras o un código matricial adherido sobre cada dovela. El código leído es comparado por el controlador con un código de referencia incluido en el plano de colocación.Alternatively, the recognition of the segment to be placed can be carried out by any other means available to the person skilled in the art, such as a reader adapted to read a bar code or a matrix code adhered to each segment. The code read is compared by the controller with a reference code included in the placement plan.

Si el controlador detecta que la dovela presentada no es la dovela que se debe colocar según el plano de colocación, emite una alerta. Se puede efectuar entonces un cambio de dovela y el procedimiento de reconocimiento se puede reanudar con la dovela de sustitución.If the controller detects that the segment presented is not the segment to be placed according to the placement plan, it issues an alert. A segment change can then be made and the recognition procedure can be resumed with the replacement segment.

Si el controlador detecta que la dovela presentada es efectivamente la dovela que se debe colocar, envía al autómata de la tuneladora unas órdenes de movimiento del erector para tomar la dovela que se debe colocar. El autómata activa entonces los accionadores del erector para colocar el dispositivo de prensión frente a la dovela y acciona la prensión (por ejemplo, generando una depresión que proporciona un efecto de ventosa) para solidarizar la dovela que se debe colocar en el dispositivo de prensión. En la fase de prensión, el sistema de visión tridimensional permite el buen posicionamiento del dispositivo de prensión con respecto a la dovela, pudiendo el controlador determinar la posición y la inclinación de la dovela que se debe colocar con respecto al dispositivo de prensión.If the controller detects that the segment presented is indeed the segment to be placed, it sends the TBM's automation orders to move the erector to take the segment to be placed. The automaton then activates the actuators of the erector to position the gripping device in front of the segment and actuates the grip (for example, generating a depression that provides a suction cup effect) to secure the segment to be placed in the gripping device. In the gripping phase, the three-dimensional vision system allows the good positioning of the gripping device with respect to the segment, the controller being able to determine the position and inclination of the segment to be placed with respect to the gripping device.

Se observará que, aunque ventajoso, este reconocimiento de la dovela que se debe colocares solamente opcional. Como variante, se puede prever que el controlador envíe al autómata de la tuneladora unas órdenes de movimiento del erector para tomar la dovela presentada sin haber verificado previamente la conformidad de dicha dovela, efectuándose esta verificación por un operario aguas arriba de la cadena de aprovisionamiento de la dovela hacia el erector.It will be appreciated that, although advantageous, this recognition of the segment to be placed is only optional. As a variant, it can be envisaged that the controller sends the TBM's automation orders to move the erector to take the segment presented without having previously verified the conformity of said segment, this verification being carried out by an operator upstream of the supply chain of the voussoir towards the erector.

Con el fin de liberar la zona destinada a la colocación de la dovela, el controlador envía al autómata de la tuneladora una orden de movimiento del o de los cilindros de empuje en apoyo en esta zona contra el último anillo.In order to free the area destined to the positioning of the segment, the controller sends to the robot of the tunnel boring machine an order to move the thrust cylinder (s) in support in this area against the last ring.

Una vez tomada la dovela por el erector, el controlador envía al autómata de la tuneladora unas órdenes de movimiento del erector para trasladar la dovela aproximadamente al sitio previsto. Para ello, el controlador utiliza las informaciones de posición del erector y el plano de colocación. En esta fase de aproximación aproximada, se respeta una distancia de seguridad del erector y de la dovela con respecto al entorno de la posición final de la dovela, con el fin de no correr el riesgo de una colisión. Como se ha indicado anteriormente, esta fase de desplazamiento utiliza el planificador, no utilizándose el sistema de visión tridimensional.Once the segment has been taken by the erector, the controller sends to the TBM's automaton some erector movement orders to move the segment approximately to the intended location. To do this, the controller uses the position information of the erector and the placement plane. In this approximate approach phase, a safe distance between the erector and the segment is respected with respect to the environment of the final position of the segment, in order not to run the risk of a collision. As previously indicated, this phase of movement uses the planner, not using the three-dimensional vision system.

Una vez alcanzada esta posición aproximada, se activa el sistema de visión tridimensional para adquirir unos datos de medición de la posición y de la inclinación de la dovela que se debe colocar con respecto a su entorno final, es decir un anillo ya colocado y/o una dovela ya colocada. Estos datos de medición permiten determinar con precisión la separación entre la dovela y el referencial que constituye este entorno final. Esta separación se caracteriza por unas distancias en translación (por ejemplo, según tres ejes X, Y, Z de una referencia ortonormal) y por unos ángulos en rotación (por ejemplo, balanceo, cabeceo y guiñada).Once this approximate position is reached, the three-dimensional vision system is activated to acquire measurement data of the position and inclination of the segment to be placed with respect to its final environment, that is, a ring already in place and / or a segment already in place. These measurement data make it possible to accurately determine the separation between the segment and the reference that constitutes this final environment. This separation is characterized by distances in translation (for example, along three axes X, Y, Z of an orthonormal reference) and by angles in rotation (for example, roll, pitch and yaw).

A partir de esta separación, el controlador determina un conjunto de desplazamientos del dispositivo de prensión del erector en el espacio que permite trasladar la dovela que se debe colocar al sitio requerido. Esta determinación combina las informaciones de posición del erector y los datos de análisis de las separaciones del sistema de visión tridimensional.From this separation, the controller determines a set of movements of the erector's grasping device in the space that allows the segment to be placed to the required location. This determination combines the erector position information and the separation analysis data from the three-dimensional vision system.

El controlador transmite, por lo tanto, al autómata de la tuneladora unas órdenes de movimiento del erector. The controller therefore transmits erector movement commands to the TBM's automaton.

Una vez colocada la dovela, el controlador envía al autómata de la tuneladora unas órdenes de movimiento de un cilindro de empuje para asegurar la dovela.Once the segment has been placed, the controller sends to the TBM's automaton movement orders for a thrust cylinder to secure the segment.

El controlador envía entonces al autómata de la tuneladora una orden de desolidarización de la dovela con respecto al dispositivo de prensión del erector, por ejemplo, una orden para relajar la depresión ejercida si la dovela se mantiene en el dispositivo de prensión por efecto de ventosa. Se debe observar que la seguridad del sistema de prensión no se ve afectada por el dispositivo según la invención, permaneciendo ésta asegurada por el autómata de la tuneladora que ejecuta la solidarización sólo si se cumplen las condiciones de seguridad.The controller then sends an order to decouple the segment from the erector gripping device to the robot of the tunnel boring machine, for example, an order to relax the depression exerted if the segment is held in the gripping device by means of a suction cup. It should be noted that the security of the gripping system is not affected by the device according to the invention, this remaining ensured by the robot of the tunnel boring machine that executes the securing only if the security conditions are met.

El erector es trasladado entonces a una posición de reposo antes de la colocación de una nueva dovela según el procedimiento que acaba de ser descrito. Como se ha indicado anteriormente, esta fase de desplazamiento es pilotada por el planificador, sin la asistencia del sistema de visión tridimensional.The erector is then transferred to a resting position before the placement of a new segment according to the procedure just described. As previously indicated, this phase of movement is piloted by the planner, without the assistance of the three-dimensional vision system.

El controlador puede registrar unos datos sobre la colocación de cada dovela y editar eventualmente un informe de colocación, lo cual permite asegurar la trazabilidad de la realización del túnel.The controller can record data on the placement of each segment and eventually edit a placement report, which makes it possible to ensure the traceability of the tunnel construction.

De manera ventajosa, tras la instalación de un anillo completo de dovelas, el dispositivo de colocación automatizada puede medir, gracias al sistema de visión tridimensional, por lo menos una característica geométrica de dicho anillo. Esta característica geométrica puede ser, en particular:Advantageously, after the installation of a complete ring of segments, the positioning device The automated system can measure, thanks to the three-dimensional vision system, at least one geometric characteristic of said ring. This geometric characteristic can be, in particular:

- el ángulo de balanceo (con el fin de asegurar que las zonas de apoyo dispuestas sobre las dovelas para los cilindros de empuje están realmente frente a los cilindros de la tuneladora),- the roll angle (in order to ensure that the bearing areas arranged on the segments for the push cylinders are actually in front of the TBM cylinders),

- la planitud de la cara delantera del anillo (pudiendo un defecto de planitud de la cara delantera del anillo implicar unas variaciones de las fuerzas de empuje de los cilindros).- the flatness of the front face of the ring (a flatness defect of the front face of the ring may imply variations in the thrust forces of the cylinders).

- el centrado del anillo en el faldón de la tuneladora (esta información es útil, por un lado, para conocer la posición del anillo en el espacio, que es necesaria para el guiado de la tuneladora: conociéndose la posición del escudo en el referencial del sistema de guiado, la posición del anillo con respecto al faldón del escudo permite determinar la posición del anillo en el referencial del sistema de guiado; por otro lado, para evitar cualquier fricción del faldón sobre los anillos)- the centering of the ring on the skirt of the TBM (this information is useful, on the one hand, to know the position of the ring in space, which is necessary for the guidance of the TBM: knowing the position of the shield in the reference of the guide system, the position of the ring with respect to the skirt of the shield allows to determine the position of the ring in the reference of the guide system; on the other hand, to avoid any friction of the skirt on the rings)

- y/o la ovalización del anillo.- and / or the ovalization of the ring.

El control de estas características es útil en la medida en la que puede influir sobre la colocación del anillo siguiente y/o sobre el funcionamiento de la tuneladora. Así, por ejemplo, si se alinean los bordes de los anillos, una eventual ovalización es susceptible de propagarse a los anillos siguientes. Asimismo, un defecto de planitud de la cara delantera del anillo es susceptible de repercutir sobre la cara delantera del anillo siguiente.The control of these characteristics is useful insofar as it can influence the positioning of the next ring and / or the operation of the TBM. Thus, for example, if the edges of the rings are aligned, a possible ovalization is liable to spread to the following rings. Likewise, a flatness defect on the front face of the ring is liable to affect the front face of the next ring.

De manera ventajosa, el controlador tiene en cuenta la o las característica(s) medida(s) para ajustar el plano de colocación del anillo siguiente y compensar así los eventuales defectos de colocación del anillo que se acaba de colocar.Advantageously, the controller takes into account the measured characteristic (s) to adjust the positioning plane of the next ring and thus compensate for any positioning defects of the ring that has just been placed.

Por otro lado, dichas características pueden registrarse con el informe de colocación para asegurar la trazabilidad de la construcción del túnel.On the other hand, these characteristics can be registered with the placement report to ensure the traceability of the tunnel construction.

Una ventaja del dispositivo que se acaba de describir es que permite colocar de manera precisa el conjunto de las dovelas que constituyen un anillo, incluyendo las dos dovelas cuya colocación presenta una complejidad más importante, a saber:An advantage of the device that has just been described is that it allows the set of segments that make up a ring to be precisely positioned, including the two segments whose placement is more complex, namely:

- la primera dovela de un anillo, teniendo en cuenta que no existe todavía ninguna dovela adyacente, y - the first segment of a ring, taking into account that there is still no adjacent segment, and

- la última dovela (o llave) que debe ser insertada entre dos dovelas ya colocadas.- the last segment (or key) to be inserted between two segments already in place.

En el caso de la primera dovela de un anillo, como se ha indicado anteriormente, el barrido de la zona de colocación por el erector equipado de un perfilómetro permite determinar a través de los puntos y/o zonas destacables el ángulo de balanceo de la primera dovela con respecto al último anillo colocado, y el controlador puede tener en cuenta esta medición para determinar la trayectoria de colocación de la dovela.In the case of the first segment of a ring, as indicated above, the sweep of the placement zone by the erector equipped with a profilometer makes it possible to determine through the points and / or notable zones the roll angle of the first segment relative to the last ring placed, and the controller can take this measurement into account to determine the segment placement path.

En el caso de la última dovela, el sistema de visión tridimensional permite que el controlador determine el espacio disponible para montar la última dovela que, si es demasiado importante o demasiado débil, puede desencadenar la intervención de un operario.In the case of the last segment, the three-dimensional vision system allows the controller to determine the space available to mount the last segment, which, if it is too large or too weak, can trigger operator intervention.

La invención permite, por lo tanto, colocar sucesivamente varias dovelas -incluso varios anillos consecutivos- sin ninguna intervención humana en la zona de trabajo del erector, lo cual minimiza los riesgos en los que incurren los operarios y la dureza de su trabajo.The invention therefore makes it possible to place several segments successively - even several consecutive rings - without any human intervention in the working area of the erector, which minimizes the risks incurred by the operators and the hardness of their work.

Por otro lado, como ya se ha explicado anteriormente, el dispositivo automatizado permite fiabilizar la colocación de los anillos y contribuye a la trazabilidad de la realización del túnel registrando los planos de colocación efectivamente realizados y las características controladas sobre los anillos colocados.On the other hand, as already explained above, the automated device makes it possible to make the placement of the rings reliable and contributes to the traceability of the tunnel construction by recording the placement plans actually made and the characteristics controlled on the rings placed.

ReferenciasReferences

FR 2745327FR 2745327

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JPH08-296400 JPH08-296400

Claims (11)

REIVINDICACIONES 1. Dispositivo para la recogida y la colocación automatizada de una dovela que forma el revestimiento de un túnel, destinado a ser acoplado a una tuneladora (1) provista de un erector de dovelas (2), comprendiendo dicho erector unos accionadores (101) equipados con sensores de posición (102), caracterizado por que comprende:1. Device for the automated collection and placement of a segment that forms the lining of a tunnel, intended to be coupled to a tunnel boring machine (1) equipped with a segment erector (2), said erector comprising actuators (101) equipped with position sensors (102), characterized in that it comprises: - un controlador (201) configurado para comunicarse con un autómata (103) de la tuneladora adaptado para mandar el accionamiento del erector, y para recibir unos datos de medición de los sensores del erector, - un sistema de visión tridimensional (202) que comprende por lo menos cuatro perfilómetros láser (21), destinado a ser fijado sobre el erector de manera que (i) determine una separación en posición y en inclinación entre el erector y una dovela que se debe tomar, y (ii) adquiera el conjunto de los datos de análisis de las separaciones de la posición y de la inclinación de una dovela (V) que se debe colocar mantenida por el erector con respecto a por lo menos una dovela y/o un anillo de dovelas ya colocado, estando dicho sistema de visión tridimensional acoplado al controlador para transmitirle dichos datos de medición,- a controller (201) configured to communicate with an automaton (103) of the tunnel boring machine adapted to command the drive of the erector, and to receive measurement data from the erector sensors, - a three-dimensional vision system (202) comprising at least four laser profilometers (21), destined to be fixed on the erector in such a way that (i) determines a separation in position and inclination between the erector and a segment to be taken, and (ii) acquires the set of the data from the analysis of the position and inclination separations of a segment (V) that must be placed, held by the erector, with respect to at least one segment and / or a ring of segments already in place, said system of three-dimensional vision coupled to the controller to transmit said measurement data to it, estando el controlador (201) configurado para recibir un plano de colocación de dovelas y para, gracias a un planificador informático adaptado para procesar dichos datos de análisis del sistema de visión tridimensional (202), los datos de medición de los sensores (102) del erector y dicho plano de colocación, determinar una trayectoria del erector para colocar dicha dovela (V) que se debe colocar frente a dicha dovela y/o anillo (A) de dovelas ya colocado, y comunicar unas órdenes de movimiento al autómata (103) de la tuneladora para accionar el erector (2) para tomar la dovela (V) que se debe colocar y desplazarla según dicha trayectoria.the controller (201) being configured to receive a segment placement plane and, thanks to a computer planner adapted to process said analysis data of the three-dimensional vision system (202), the measurement data of the sensors (102) of the erector and said plane of placement, determine a trajectory of the erector to place said segment (V) that must be placed in front of said segment and / or ring (A) of segments already placed, and communicate movement orders to the automaton (103) of the tunnel boring machine to activate the erector (2) to take the segment (V) that must be placed and move it according to said trajectory. 2. Dispositivo según la reivindicación 1, que comprende además una interfaz hombre-máquina (203) acoplada al controlador (201).Device according to claim 1, further comprising a human-machine interface (203) coupled to the controller (201). 3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el controlador (201) está configurado para enviar al autómata (103) de la tuneladora unas órdenes de movimiento de por lo menos un cilindro de empuje (15) de la tuneladora, para liberar una zona de colocación de la dovela que se debe colocar y para asegurar dicha dovela una vez en su sitio.Device according to one of claims 1 to 2, in which the controller (201) is configured to send to the robot (103) of the tunnel boring machine movement commands of at least one push cylinder (15) of the tunnel boring machine , to release a keystone placement zone to be placed and to secure the keystone once in place. 4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el controlador (201) está configurado para reconocer, a partir de los datos de medición, una dovela que se debe colocar.Device according to one of Claims 1 to 3, in which the controller (201) is configured to recognize, from the measurement data, a segment to be positioned. 5. Tuneladora que comprende un erector de dovelas (2) y un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4. Tunnel boring machine comprising a segment erector (2) and a device according to one of claims 1 to 4. 6. Procedimiento de recogida y de colocación automatizada de una dovela (V) para formar el revestimiento de un túnel, por una tuneladora provista de un erector de dovelas (2) y de un autómata (103) adaptado para mandar el accionamiento del erector, caracterizado por que comprende:6. Procedure for the automated collection and placement of a segment (V) to form the lining of a tunnel, by a tunnel boring machine equipped with a segment erector (2) and an automaton (103) adapted to control the erector drive, characterized by comprising: - el suministro de un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4,- the supply of a device according to one of claims 1 to 4, - la instalación del sistema de visión tridimensional (202) sobre el erector (2),- the installation of the three-dimensional vision system (202) on the erector (2), - el establecimiento de una comunicación entre el controlador (201) de dicho dispositivo y el autómata (103) de la tuneladora,- the establishment of a communication between the controller (201) of said device and the robot (103) of the tunnel boring machine, - la recepción, por el controlador (201), de un plano de colocación de dovelas y de datos de medición de los sensores (102) del erector,- the reception, by the controller (201), of a segment placement plane and measurement data from the erector sensors (102), - la comunicación, por el controlador (201) al autómata (103) de la tuneladora, de una orden de prensión de la dovela (V) que debe ser colocada por el erector,- the communication, by the controller (201) to the robot (103) of the tunnel boring machine, of an order to grasp the segment (V) that must be placed by the erector, - la prensión de una dovela (V) que debe ser colocada por el erector (2),- the grasp of a segment (V) that must be placed by the erector (2), - el traslado de dicha dovela (V) a una zona de colocación definida por el controlador (201),- the transfer of said segment (V) to a placement zone defined by the controller (201), - la adquisición, por el sistema de visión tridimensional (202), de datos de análisis de las separaciones de posición y de inclinación de la dovela (V) que se debe colocar con respecto a por lo menos una dovela (V) y/o un anillo (A) de dovelas ya colocadas,- the acquisition, by the three-dimensional vision system (202), of data for the analysis of the position and inclination separations of the segment (V) that must be positioned with respect to at least one segment (V) and / or a ring (A) of segments already in place, - el procesamiento de dichos datos de medición por el controlador (201) para, a partir de dichos datos de medición del sistema de visión tridimensional, de los datos de medición de los sensores (102) del erector y de dicho plano de colocación, determinar una trayectoria del erector para instalar dicha dovela que se debe colocar frente a dicha dovela y/o anillo de dovelas ya colocado, - the processing of said measurement data by the controller (201) in order, from said measurement data of the three-dimensional vision system, of the measurement data of the erector sensors (102) and of said positioning plane, to determine an erector path to install said segment that must be placed in front of said segment and / or ring of segments already in place, - la comunicación, por el controlador (201), de órdenes de movimiento del erector (2) al autómata (103) de la tuneladora,- the communication, by the controller (201), of movement orders from the erector (2) to the robot (103) of the tunnel boring machine, - el accionamiento del erector (2) por el autómata (103) según dichas órdenes de movimientos, para instalar la dovela,- the actuation of the erector (2) by the automaton (103) according to said movement orders, to install the segment, - la comunicación al autómata (103), por el controlador (201), de órdenes de movimiento de por lo menos un cilindro de empuje (15) de la tuneladora,- the communication to the automaton (103), by the controller (201), of movement orders of at least one push cylinder (15) of the tunnel boring machine, - el aseguramiento de dicha dovela (V) por dicho cilindro de empuje (15) contra un anillo (A) ya colocado.- the securing of said segment (V) by said thrust cylinder (15) against a ring (A) already in place. 7. Procedimiento según la reivindicación 6, que comprende además, antes de la prensión de la dovela (V) que se debe colocar, el reconocimiento de dicha dovela por el controlador (201) a partir de los datos proporcionados por el sistema de visión tridimensional (202).7. Method according to claim 6, further comprising, before grasping the segment (V) to be placed, the recognition of said segment by the controller (201) from the data provided by the three-dimensional vision system (202). 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 7, en el que, después de asegurar la dovela (V), el controlador (201) envía al autómata (103) de la tuneladora una orden de relajación de la prensión de la dovela.Method according to one of Claims 6 to 7, in which, after securing the segment (V), the controller (201) sends to the robot (103) of the tunnel boring machine a command to relax the grip of the segment. 9. Procedimiento de colocación automatizada de un anillo completo de dovelas, caracterizado por que se utiliza el procedimiento según una de las reivindicaciones 6 a 8 para todas las dovelas que constituyen dicho anillo (A).9. Automated placement method of a complete ring of segments, characterized in that the method according to one of claims 6 to 8 is used for all segments that make up said ring (A). 10. Procedimiento según la reivindicación 9, que comprende además, después de la colocación de un anillo completo de dovelas, la medición, por el sistema de visión tridimensional (202), de por lo menos una característica geométrica de dicho anillo (A), que comprende el ángulo de balanceo, la planitud de la cara delantera, el centrado del anillo en el faldón de la tuneladora y/o la ovalización del anillo.10. The method according to claim 9, further comprising, after the placement of a complete ring of segments, the measurement, by the three-dimensional vision system (202), of at least one geometric characteristic of said ring (A), comprising the roll angle, the flatness of the front face, the centering of the ring on the skirt of the TBM and / or the ovalization of the ring. 11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que, en función de dicha medición de dicha característica geométrica del anillo (A), el controlador ajusta el plano de colocación de las dovelas del anillo siguiente. Method according to claim 10, in which, depending on said measurement of said geometric characteristic of the ring (A), the controller adjusts the positioning plane of the segments of the next ring.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110018163A (en) * 2019-04-09 2019-07-16 大连理工大学 Pipe sheet assembling measurement and control system and method based on machine vision
CN110195599B (en) * 2019-06-10 2021-06-04 东北大学 Rigid anti-deflection rectangular jacking pipe connecting system and method thereof
CN110593885B (en) * 2019-10-10 2021-11-02 中国铁建重工集团股份有限公司 Tunneling equipment comprising segment erector
EP3873704B1 (en) 2019-12-31 2022-04-13 Herrenknecht AG Method and device for the automated arrangement of tunnel lining segments
CN111485892B (en) * 2020-06-28 2020-10-09 中国铁建重工集团股份有限公司 Tube curtain machine pose measuring method and system
CN112253167B (en) * 2020-10-28 2022-05-03 中交天和机械设备制造有限公司 Tunnel segment assembling method, device and system and heading machine
FR3120385B1 (en) 2021-03-04 2023-12-22 Vinci Construction Device to assist in the installation of segments
FR3123680A1 (en) 2021-06-08 2022-12-09 Vinci Construction Grands Projets Method of automatic entry of a tunnel lining segment
DE102022129860B3 (en) 2022-11-11 2024-02-15 Herrenknecht Aktiengesellschaft Tunnel boring machine and method for installing segments

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100285987B1 (en) * 1992-09-17 2001-04-16 한만엽 Body assembly equipment in lining machine
JPH08199995A (en) * 1995-01-30 1996-08-06 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd Method and device for semiautomatically assembling segment
JPH08296400A (en) * 1995-04-26 1996-11-12 Hitachi Constr Mach Co Ltd Assembling positioning device of segment and positioning method thereof
JP3535926B2 (en) * 1995-08-22 2004-06-07 日立建機株式会社 Segment assembly equipment
FR2745327B1 (en) * 1996-02-26 1998-06-12 Neyrpic Framatome Mecanique METHOD AND DEVICE FOR AUTOMATICALLY LAYING CUSHIONS WITHIN A TUNNEL
SG134969A1 (en) * 2001-06-04 2007-09-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Tunnel excavating machine
JP4850094B2 (en) * 2007-03-07 2012-01-11 株式会社小松製作所 Segment erector device
CN201818317U (en) * 2010-09-21 2011-05-04 吉林大学 Duct piece intelligent assembling system of shield tunnelling machine
JP6082598B2 (en) * 2013-01-09 2017-02-15 日立造船株式会社 Segment roundness measuring device and segment roundness measuring method
US9267792B2 (en) * 2013-01-21 2016-02-23 Systèmes Pavemetrics Inc. Method and apparatus for compensating lateral displacements and low speed variations in the measure of a longitudinal profile of a surface
KR101483763B1 (en) * 2013-10-18 2015-01-19 한국건설기술연구원 Method constructing the shield tunnel using segments with the prestressed strand cables of a longitudinal direction and the shear keys of a horizontal direction
CN203962001U (en) * 2013-12-26 2014-11-26 江苏凯宫隧道机械有限公司 A kind of shield pipe sheet assembling machine six degree of freedom full-automatic control system
CN104747213B (en) 2013-12-26 2018-05-01 江苏凯宫隧道机械有限公司 A kind of shield pipe sheet assembling machine six degree of freedom full-automatic control system
CN204532358U (en) * 2015-03-06 2015-08-05 中铁工程装备集团有限公司 A kind of open type TBM with section of jurisdiction installation function

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